Quanta astronomia c’è nel vostro smartphone?

L’astronomia è la più antica delle scienze e da sempre ha un grande impatto sulla visione del mondo che ci circonda. Attraverso secoli di storia, gli esseri umani hanno rivolto gli occhi al cielo per navigare gli oceani, per decidere quando piantare le sementi ma soprattutto per cercare la risposta alle domande fondamentali, quali “da dove veniamo?”, “dove andiamo?” e  magari la risposta alla fine è davvero 42 se solo sapessimo formulare la giusta domanda…

Proprio la ricerca di risposte non banali a queste domande ha fatto sì che l’astronomia e i campi di ricerca a essa collegati siano sempre stati all’avanguardia, trainando l’innovazione in campo tecnologico. I titoloni – certo a volte un po’ troppo approssimativi – dei quotidiani ci ricordano, infatti, come l’astronomia si spinga sempre oltre i suoi limiti, stabilendo di continuo nuovi record: distanze sempre più lontane, oggetti sempre più massivi, temperature sempre più alte e non dimentichiamo le esplosioni più violente dell’Universo!

Per ottenere questi successi la ricerca astronomica dà costantemente il massimo per realizzare nuovi strumenti, processi e software che sono attualmente al di là delle nostre capacità. Questi progressi in ambito tecnologico possono poi essere “trasferiti” e usati in altri settori, come la medicina, l’industria, l’energia e incidere in maniera significativa sulla vita quotidiana. Le ricadute della ricerca astronomica sono numerose e approfondire in maniera esaustiva è un obiettivo un po’ troppo ambizioso per un solo articolo, per cui mi concentro su un caso particolare che racchiude molte sorprese ovvero lo smartphone.

Abbiamo già visto in post precedenti (qui e qui) che gli smartphone sono dei piccoli gioielli della tecnologia moderna e permettono anche di eseguire semplici esperimenti di fisica. Ma vi siete mai chiesti quanta astronomia c’è in uno smartphone? O meglio, quanta tecnologia di origine astronomica “toccate” con mano ogni volta che usate il vostro cellulare o smartphone?

Ecco quindi un elenco in quattro punti più uno delle innovazioni tecnologiche di origine “astronomica” che sono finite nei nostri cellulari:

  1. Il GPS. Probabilmente ad alcuni di voi sarà venuto in mente quando ho posto prima la domanda. Certamente, per il sistema di geolocalizzazione GPS bisogna ringraziare l’astronomia moderna, e non tanto perché il GPS funziona solo grazie alla teoria della relatività generale di Einstein, ma perché i satelliti del GPS hanno bisogno di utilizzare alcuni particolari oggetti celesti, come galassie distanti e quasar, per stabilire posizioni accurate. Questi oggetti celesti*, distribuiti su tutta la sfera celeste e le cui coordinate sono state misurate con estrema precisione con radio telescopi, sono stati scelti dalla IAU per definire quello che è noto come sistema internazionale di riferimento celeste e che viene utilizzato ogni qualvolta siano necessarie misure accurate di posizione sia in astronomia che per usi civili come il GPS appunto.
  2. L’antenna. I cellulari moderni sfruttano delle antenne che sono dei ricevitori radio a basso rumore, sviluppati in origine dagli astronomi.
  3. In caso di chiamate di emergenza. Avrete notato che anche se non è inserita una SIM il telefono vi permette di effettuare una chiamata di emergenza – notate bene che questo però non è possibile in tutti i paesi del mondo. Quando effettuate una chiamata di emergenza, è possibile per i soccorsi localizzare la vostra posizione in modo da potervi raggiungere più rapidamente: questo viene fatto analizzando i segnali ricevuti dai vari ripetitori delle rete cellulare con le stesse tecniche di interferometria radio sviluppate in origine per studiare gli oggetti celesti con radio telescopi come il Very Large Array.
  4. Il Wi-Fi. Anche in questo caso a far da padrone sono i radio astronomi. Nel 1977 John O’Sullivan trovò un metodo per usare una serie di equazioni matematiche note come trasformate di Fourier per mettere a fuoco le immagini ottenute da un telescopio. La sua tecnica venne poi estesa ai segnali radio in generale, in particolare a quelli che erano dedicati al potenziamento dei network di computer, e ora è parte integrale di tutte le implementazioni wireless local area network o WLAN, di cui il Wi-Fi costituisce una classe. Nel 2009 John O’Sullivan ha ricevuto per i suoi contributi allo sviluppo del Wi-Fi un prestigioso riconoscimento, l’Australian Prime Ministers Special Prize in Science for 2009. Per cui, ogni volta che usate il Wi-Fi per connettervi a internet e leggere Scientificast, che siate a casa, in ufficio o in aeroporto, ricordate per fare questo state utilizzando tecnologia brevettata nata dal lavoro di O’Sullivan e dei suoi colleghi. Sicuramente la storia del Wi-Fi è un esempio da manuale di come la ricerca in campo astronomico possa portare alla più pratica delle applicazioni con ricadute notevoli sulla vita quotidiana di ciascuno di noi. Tuttavia, è altresì importante sottolineare che l’applicazione tecnologica non è il motivo principale per il quale gli astronomi dedicano la loro vita alla ricerca, piuttosto si tratta di uno spin-off, e successi come il Wi-Fi sono una sorta di risultato inatteso.
  5. La fotocamera. L’ho lasciata per ultima, e vale come +1: i dispositivi mobili utilizzano la tecnologia CMOS che ha via via sostituito nelle fotocamere il CCD, tecnologia al cui sviluppo invece hanno partecipato attivamente gli astronomi. L’avvento del CCD segnò la nascita della fotografia digitale, compiendo una vera e propria rivoluzione nel campo e i cui “frutti” sono, in un certo senso, anche i moderni cellulari in grado di scattare fotografie.

Note:

* sono 212 sorgenti

 


Bibliografia e letture consigliate:

https://www.nrao.edu/news/Technology_doc_final.pdf

http://astro.cornell.edu/academics/courses/astro3310/Books/Howell_ASP_V23.pdf

Immagine di copertina: N_Sakarin by Shutterstock

Author: Sara Turriziani

Dottore di Ricerca in Astronomia. Membro dell’American Astronomical Society. Molto curiosa, ama esplorare il mondo che la circonda. Appassionata dello spazio da sempre, studia i buchi neri.

Share This Post On
  • Leomax

    Ci aggiungerei anche la tecniche per la lavorazione del vetro per i display. La lavorazione del vetro, tramite l’astronomia, ha potuto raggiungere livelli ineguagliabili.

    • Sara Turriziani

      Grazie mille per il tuo contributo!